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Die
Erfindung betrifft ein Fahrerhaus für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 19 48 395 B2 ist
ein Fahrerhaus der eingangs genannten Art bekannt. Ein derartiges Fahrerhaus
umfasst einen ein Fahrerhausdach nach unten begrenzenden umlaufenden
Dachrahmen, welcher einen vorderen und einen hinteren Querträger sowie
zwei seitliche Längsträger aufweist.
Am Fahrerhausdach sind formgebende und gewölbte Spriegel vorgesehen, welche
mit einem jeweiligen Endbereich am Dachrahmen befestigt sind. Der Dachrahmen
weist nach außen
offene und dem Endbereich des jeweiligen Spriegels angepasste Ausnehmungen
auf. Der jeweilige Endbereich des Spriegels ist in montiertem Zustand
von außen
in die Ausnehmung kraftübertragend
eingesetzt.
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Aus
der
US 6,315,351 B1 ist
ein weiteres Fahrerhaus bekannt, bei dem sich Spriegel an Kreuzungspunkten
kreuzen, wodurch starre Knotenelemente ausgebildet sind.
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Aus
der
DE 44 14 638 C1 ist
eine Tragstangenanordnung zum Befestigen eines Anbauteiles an einem
Fahrzeugdach bekannt. Die Tragstangenanordnung weist eine Tragstange
auf, die entlang einem hohlem Rahmenprofil eines die Dachfläche am Umfang
begrenzenden Dachrahmens angeordnet ist, und mit einer Festlegung
der Tragstange am Dachrahmen über
mindestens zwei einen Abstand voneinander aufweisenden Stützstellen,
wobei das Anbauteil nahe einer Stützstelle an einem Haltemittel der
Tragstange anbringbar ist. Damit durch die Tragstangenanordnung
selbst keine nennenswerte Beeinträchtigung der Fahrtwindüberströmung des
Fahrzeugdaches gegeben ist, verläuft
die Trag stange nahezu über
ihre gesamte Länge
im Hohlquerschnitt des Dachrahmens.
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Aus
der
DE 43 18 080 A1 ist
ein System für den
Bau von Sonderfahrzeugen bekannt. Dabei ist die Fahrerkabine im
Verlauf der B-Säule
und ggf. eines Querschnitts des Fahrzeugdaches mit einem Verbindungsprofil
für die
verfugte Montage von Fahrzeugbauplatten in der Gestalt ausgeführt, dass
die Fahrerkabine mit den Fahrzeugbauplatten verbunden ist und einen
formschlüssigen
Fahrzeugaufbau bildet, der durch die Verwendung von Fahrzeugbauplatten
in unterschiedlichen Ausführungsführungen für verschiedene
Funktionen oder Ausführungen
des Fahrzeugs variierbar ist.
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Aus
der
DE 43 02 489 C2 ist
eine Fahrerhausbaureihe modularen Aufbaus für Lastkraftwagen mit Fahrerhäusern unterschiedlicher
Längen-,
Breiten- und Höhenabmessungen
bekannt. Die Fahrerhäuser
weisen eine für
alle Baureihen einheitliche Tür
sowie dazu angepasste Fahrerhausteile, wie Vorderwand, Rückwand,
Seitenteile und Dachaufsatz auf, wobei Tür und Seitenteile in allen
Varianten einstückig
aus einem Grundkörper
gefertigt sind. Die verschiedenen Dachaufsätze sind durch einen nach vorn
offenen Dachrahmen lösbar
oder nicht lösbar, mit
einem einheitlichen Fahrerhausgrundkörper verbindbar, wobei zwischen
Vorderwand, offenem Dachrahmen und Dachaufsatz eine mit einem Windschutzscheibenrahmen
versehene hohe Windschutzscheibe eingefaßt ist.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Fahrerhaus eingangs erwähnter
Art eine verbesserte Ausführungsform
anzugeben, bei welcher insbesondere ein Fahrzeuginsasse in einem
Crashfall besser geschützt
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Fahrerhaus
mit einem ein Fahrerhausdach nach unten begrenzenden umlaufenden Dachrahmen
sowie mit am Fahrerhausdach angeordneten und diesem formgebenden
und gewölbten Spriegeln,
welche mit einem jeweiligen Endbereich am Dachrahmen befestigt sind,
den jeweiligen Spriegel mit dem einen Endbereich an einem der Querträger und
mit dem anderen Endbereich an einem der Längsträger des Dachrahmens zu befestigen.
Dabei ist der Dachrahmen mit nach außen offenen und dem Endbereich
des jeweiligen Spriegels angepassten Ausnehmungen versehen, und
der jeweilige Endbereich des Spriegels ist in montiertem Zustand
von außen
in die Ausnehmung kraftübertragend
eingesetzt. Der Dachrahmen besteht im Übrigen aus einem vorderen und
einem hinteren Querträger
sowie zwei seitlichen Längsträgern.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird eine
besonders stabile Verbindung der Spriegel mit dem Dachrahmen und
somit eine besonders robuste Ausführung eines Dachaufbaus erreicht.
Durch die erfindungsgemäße Anbindung
der Spriegel von außen
am Dachrahmen wird zudem bei von außen anprallenden Lasten ein
Abscheren der Spriegel an der Verbindungsstelle mit dem Dachrahmen
verhindert. Herkömmliche
Konstruktionen, bei denen die Endbereiche der Spriegel beispielsweise
von innen oder von oben am Dachrahmen befestigt waren, wurden ab
einer bestimmten Belastung abgeschert und konnten dadurch keine
weitere Crashenergie durch Verformung aufnehmen. Bei der Erfindung
hingegen wird ab einer bestimmten Belastung, beispielsweise bei
einer Aufprallbelastung bei einem Verkehrsunfall, der Spriegel und
ggf. der Dachrahmen deformiert, so dass deutlich mehr Energie durch
die Konstruktion absorbiert werden kann und zugleich ein schützender
Dachaufbau, wenn auch deformiert, erhalten bleibt. Dadurch kann
gewährleistet
werden, dass sich die Fahrsicherheit eines Fahrers innerhalb des
Fahrerhauses im Crashfall deutlich erhöht.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform kreuzen
sich die Spriegel an Kreuzungspunkten, die als starre Knotenelemente
ausgebildet sind. Durch die starren Knotenelemente wird eine gitterartige Struktur
der Spriegel geschaffen und dadurch eine versteifte Konstruktion
erzeugt. Die Knotenelemente bilden darüber hinaus Kraftverzweigungspunkte,
an denen sich eingeleitete Kräfte
umlenken lassen, so dass sich im Crashfall ein optimaler Kraftverlauf
einstellt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Spriegel in ihren
Endbereichen und/oder den Kreuzungspunkten trapezförmig aufgeweitet.
Hierdurch wird erreicht, dass die Spriegel an ihren Befestigungspunkten
besonders widerstandsfähig
und steif ausgebildet sind. Die trapezförmige Aufweitung bewirkt eine
Erhöhung des
Widerstandsmomentes bzw. Flächenträgheitsmomentes
und sorgt dadurch für
ein verbessertes Crashverhalten.
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Entsprechend
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ausnehmung
zumindest teilweise komplementär
zum Endbereich des jeweiligen Spriegels ausgebildet. Durch die komplementäre Ausbildung
wird eine Formschlüssigkeit
zwischen dem Endbereich des Spriegels und dem Dachrahmen erreicht,
wodurch zusätzlich
zur angewandten Verbindungstechnik, beispielsweise Schweißen, eine besonders
gute Kraftübertragung
zwischen Dachrahmen und Spriegel erzielt wird. Denkbar sind hierbei beispielsweise
schwalbenschwanzartige Verbindungen.
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Zweckmäßig ist
zumindest eine der Ausnehmungen an einem oberen Endabschnitt einer
A-Säule
und/oder einer B-Säule
und/oder einer Vertikalstrebe einer Fahrerhausrückwand angeordnet. Durch eine
derartige Anordnung kann im Crashfall ein besonders günstiger
Kraftverlauf erreicht werden, da die A-Säule,
die B-Säule
sowie die vertikalen Streben an der Fahrerhausrückwand hohe Steifigkeiten aufweisen.
Bei einer Anordnung der Dachspriegel zwischen den beiden vorderen
A-Säulen oder
zwischen der A und B-Säule
müsste
eine einwirkende Kraft zunächst
von der jeweiligen Säule über einen
Abschnitt des Dachrahmens zum nächsten
Spriegel geleitet werden. Dies wird durch die direkte Anbindung
der jeweiligen Endbereiche an den genannten A-Säulen, B-Säulen oder vertikalen Streben
der Fahrerhausrückwand
vermieden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist
im Bereich der Ausnehmung jeweils ein Endbereich eines Spriegels
mit dem oberen Endabschnitt einer A-Säule oder einer B-Säule oder
einer Vertikalstrebe der Fahrerhausrückwand verbunden. Hierdurch
wird das Fahrerhaus zusätzlich
versteift und zugleich der Kraftfluss optimal von den Säulen bzw.
Streben in die Spriegel oder umgekehrt eingeleitet. Denkbar ist hierbei,
dass die A-Säulen,
B-Säulen
und/oder die vertikalen Streben der Fahrerhausrückwand ähnlich der Spriegel von außen an dem
Dachrahmen angeordnet sind, so dass eine besonders effiziente Krafteinleitung
im Crashfall erreicht werden kann.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen
anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrerhausdaches,
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2 einen
in eine Ausnehmung am Dachrahmen eingesetzten Endbereich eines Spriegels.
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Entsprechend 1 ist
ein Dachbereich eines Fahrerhauses 1 für ein Nutzfahrzeug gezeigt, welches
im wesentlichen aus einem umlaufenden Dachrahmen 3 sowie
daran angeordneten nach oben gewölbten
Spriegeln 4 gebildet ist. Der Dachrahmen 3 begrenzt
dabei das Fahrerhausdach 2 nach unten und besitzt einen
vorderen und einen hinteren Querträger sowie zwei seitliche Längsträger. Der
Rahmen 3 ist auf das Fahrerhaus 1 aufgesetzt und
mit diesem an einer nicht näher
bezeichneten Frontwand, zwei Seitenwänden sowie einer Rückwand verbunden. Zusammen
mit den Spriegeln 4 begrenzt der Dachrahmen 3 einen wannenförmigen Dachaufbau,
welcher beispielsweise als Stauraum genutzt werden kann.
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Die
dem Fahrerhausdach 2 formgebenden und gewölbten Spriegel 4 sind
mit einem jeweiligen Endbereich 5 am Dachrahmen 3 befestigt.
Dabei kann gemäß 1 vorgesehen
sein, dass die Spriegel 4 zweifach gewölbt sind. Eine erste Wölbung ist dabei
einer Kontur des wannenförmigen
Dachaufbaus angepasst, wogegen eine zweite Wölbung bezüglich eines Querschnittes der
Spriegel 4 vorgesehen ist, wodurch diese aufgrund eines
dadurch erzielten höheren
Widerstandsmomentes, deutlich steifer sind.
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Zur
Befestigung der Spriegel 4 am Dachrahmen 3 weist
dieser nach außen
offene und dem Endbereich 5 des jeweiligen Spriegels 4 angepasste
Ausnehmungen 6 auf (vgl. auch 2). Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass der jeweilige Endbereich der Spriegel 4 im
montierten Zustand von außen
in die Ausnehmung 6 kraftübertragend eingesetzt ist.
Dadurch wird erreicht, dass eine von hinten oder seitlich auf das
Fahrerhaus 1 bzw. das Fahrerhausdach 2 aufprallende
Last nicht zu einem Abreißen der
Spriegel 4 in deren Endbereichen 5 vom Dachrahmen 3 führt. Vielmehr
kann erreicht werden, dass die Spriegel 4 zur Energieabsorption
herangezogen werden und durch entsprechende Deformation Crashenergie
vernichten.
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Gemäß 1 kreuzen
sich die Spriegel 4 an Kreuzungspunkten 7, welche
günstigerweise
als starre Knotenelemente ausgebildet sind und dadurch eine Lastabtragung
verbessern und zugleich die Steifigkeit des Fahrerhausdaches 2 erhöhen. Ziel
der erfindungsgemäßen Lösung ist
dabei, den Fahrzeuginsassen des Nutzfahrzeuges eine ausreichend
große Kopffreiheit
bei einem Fahrzeugcrash bereitzustellen und somit Unfallfolgen für die Fahrzeuginsassen,
insbesondere Kopfverletzungen, zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
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Gemäß 1 ist
dazu jeder Spriegel 4 mit dem einen Endbereich 5' an einem der
Querträger und
mit dem anderen Endbereich 5'' an einem der Längsträger des
Dachrahmens 3 befestigt. Hierdurch entsteht eine gitterartige
Struktur der Spriegel 4 oberhalb des Dachrahmens 3.
Die Spriegel 4 stellen dabei ein Innenskelett des Fahrerhausdaches 2 dar, welches
mit einer nicht dargestellten Haut, z.B. aus Blech oder Kunststoff überzogen
wird, so dass das Skelett aus den Spriegeln 4 im fertig
montierten Zustand des Fahrerhausdaches 2 nicht mehr zu
sehen ist.
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Um
den Kraftfluss im Fahrzeugdach 2 beim Aufprall weiter zu
optimieren ist vorgesehen, zumindest eine der Ausnehmungen 6 an
einem oberen Endabschnitt einer A-Säule 8 und/oder einer
B-Säule 9 und/oder
einer Vertikalstrebe 10 einer nicht näher bezeichneten Fahrerhausrückwand anzuordnen.
Günstigerweise
ist dabei im Bereich der Ausnehmungen 6 jeweils ein Endbereich 5 eines
Spriegels 4 mit dem oberen Endabschnitt der A-Säule 8 oder der B-Säule 9 oder
der Vertikalstrebe 10 der Fahrerhausrückwand verbunden und gewährleistet
dadurch eine besonders steife Anbindung des Fahrerhausdaches 2 an
das Fahrerhaus 1.
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Gemäß 1 verläuft ein
erster Spriegel 4a von einer linken A-Säule 8a zu einer gegenüberliegenden
rechten B-Säule 9b,
während
ein zweiter Spriegel 4b von der linken A-Säule 8a zu
einer gegenüberliegenden
rechten Vertikalschräge 10b an der
Fahrerhausrückwand
verläuft.
Des Weiteren verläuft
ein dritter Spriegel 4c von einer rechten A-Säule 8b über zwei
Knotenelemente 7, 7''' zu einer gegenüberliegenden linken B-Säule 9a, während ein
vierter Spriegel 4d von der rechten A-Säule 8b zu
einer gegenüberliegenden
Vertikalstrebe 10a an der Fahrerhausrückwand verläuft.
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Gemäß 1 ist
der Verlauf der einzelnen Spriegel 4b und 4d so
gewählt,
dass diese über
ein vorderes Eck 11 des Fahrer hausdaches 2 geführt sind
und somit das Fahrerhausdach 2 besonders in diesem Bereich
aussteifen.
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Zudem
ist gemäß 1 zu
erkennen, dass sowohl der Kreuzungspunkt 7, in welchem
sich die Spriegel 4a und 4c kreuzen, als auch
der Kreuzungspunkt 7',
in welchem sich die Spriegel 4b und 4d kreuzen,
bezogen auf eine Fahrerhausbreite mittig angeordnet sind. Der Kreuzungspunkt 7'', in welchem sich der Spriegel 4a und 4d kreuzen,
als auch der Kreuzungspunkt 7''', in welchem
sich der Spriegel 4b und 4c kreuzen sind dagegen
exzentrisch zur Mitte bezüglich
der Fahrerhausbreite bzw. der Fahrerhausquerrichtung angeordnet.
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Gemäß 2 ist
der Endbereich 5 des Spriegels 4 trapezförmig auf
geweitet und besitzt eine Schwalbenschwanz ähnliche Form. Die Ausnehmung 6 ist
dabei komplementär
zum Endbereich 5 des Spriegels 4 ausgebildet,
so dass ein kraft- und formschlüssiger
Verbund zwischen dem Spriegel 4 und dem Dachrahmen 3 erzielt
wird. Die gemäß 1 und 2 dargestellte
Aufweitung der Endbereiche 5 der Spriegel 4 ist
dabei rein exemplarisch zu sehen, so dass auch andere formschlüssige Ausgestaltungen
der Endbereiche 5 sowie der komplementär dazu ausgebildeten Ausnehmungen 6 am
Dachrahmen 3 denkbar sind.
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Durch
die gezeigten Ausgestaltungen der Erfindung wird somit ein deutlich
steiferes Dach 2 erreicht, so dass größere Lasten, insbesondere bei
einem Verkehrsunfall oder bei einer Verschiebung des Ladegutes in
Richtung des Fahrzeugdaches 2, also einer Belastung des
Fahrzeugdaches 2 mit einem großen Gewicht von hinten, nicht
zu einem Abreißen der
Endbereiche 5 der Spriegel 4 vom Dachrahmen 3 führen und
somit zu einer Gefährdung
eines Fahrzeuginsassen.
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Zusammenfassend
lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt
charakterisieren: Die Erfindung sieht vor, an einem Fahrerhausdach 2,
welches nach unten durch einen umlaufenden Dachrahmen 3 begrenzt
wird, formgebende und gewölbte
Spriegel 4 vorzusehen, die in montiertem Zustand in am
Dachrahmen 3 vorgesehene, nach außen offene und dem Endbereich 5 des
jeweiligen Spriegels 4 angepasste Ausnehmungen 6 von
außen
kraftübertragend
eingesetzt sind. Dadurch wird ein besonders steifes Fahrerhausdach 2 geschaffen,
so dass im Crashfall aufprallende Lasten besser abgeleitet werden
können
und dadurch der im Fahrzeug sitzenden Person zur Verfügung stehende
Raum nicht eingeschränkt
wird. Zur weiteren Steifigkeitserhöhung können die Spriegel 4 mit
ihrem jeweiligen Endbereich 5 über den Dachrahmen 3 an einer
A-Säule 8,
einer B-Säule 9 oder
einer Vertikalstrebe 10 einer nicht näher bezeichneten Fahrerhausrückwand verbunden
werden. Die Kreuzungspunkte 7, 7', 7'' und 7''' der
Spriegel 4 können
als starre Knotenelemente ausgebildet sein, so dass auch hierdurch
eine Steifigkeitssteigerung des Fahrerhausdaches 2 und
damit eine Steigerung der Fahrsicherheit erreicht werden kann.